基于均衡網絡的TD—SCDMA重選機制研究

肖清華　董朝暉　黃林國

【摘 要】考慮負載均衡，引入了小區最佳無線利用率的概念。從客戶感知入手，通過線性處理將小區負載和客戶感知指標結合起來。在此基礎上，提出了一種均衡網絡的重選機制。根據優先級的不同，詳細分析了TD-SCDMA和GSM系統的重選參數與準則，能夠保證網絡重選后小區始終處于一個負載均衡的狀態。這種方法有助于解決TD-SCDMA長期運營過程中的網絡駐留問題。

【關鍵詞】TD-SCDMA GSM 小區重選 負載均衡

中圖分類號：TN929.53 文獻標識碼：A 文章編號：1006-1010（2014）-01-

1 前言

中國移動TD-SCDMA[1]商業化運營至今，目前在網絡整體上仍然存在碼資源利用率低、承載數據速率不高、覆蓋薄弱等問題。這一方面與TD-SCDMA本身的網絡制式有關，如單站覆蓋能力有限、單載波承載數據能力不高等因素；而更多地，與TD-SCDMA和GSM兩張網絡共同協調發展的定位、策略息息相關。中國移動技術發展路標（2012版，以下簡稱路標）[2]明確指出，3G網絡的引入導致網絡運營面臨協調2G、3G兩張網絡共同發展的問題。兩網的定位、互操作等優化策略應隨著不同階段的差異而有所變化。

關于TD-SCDMA的網絡優化，已經有很多學者做了研究[3-4]，筆者本人也對TD-SCDMA做過頗多研究[5-7]。但這些研究基本上定位在單系統本身，如小區接入、HSDPA優化等，真正對TD-SCDMA和GSM互操作優化的研究很少。而根據路標的要求，目前對2G/3G互操作的工作重點在于：

（1）推進2G/3G系統間重選優化；

（2）推進2G/3G無線網融合，如開通Iur-g+接口；

（3）進一步優化2G/3G網絡互操作參數。

第二條要求本身值得研究的東西并不多，因此本文將結合2G/3G網絡的互操作參數，對系統間的重選進行優化。根據目標重選小區的負載進行定向重選，減少異常重選，提升客戶感知。

2 重選模型和互操作參數

以TD-SCDMA為例，先列出TD-SCDMA向GSM重選的流程，如圖1所示：

圖1 TD-SCDMA重選至GSM流程示意圖

涉及到的互操作參數如表1和表2所示：

GSM的重選與TD-SCDMA類似，服務C1和C2準則分別類似TD-SCDMA的S和R準則。

根據Qsearch_I取值，如果TD-SCDMA超過GSM接收電平值TDD_Offset，并持續一定時間（如5s），則發生重選。

3 綜合指標模型

由上文的重選過程可知，無論是TD-SCDMA向GSM重選，還是GSM向TD-SCDMA重選，均是簡單地考慮接收信號電平值。而對于目標重選小區的服務質量，如小區負載或客戶滿意度等指標均不關心，極有可能發生重選至小區負載大，重選后引入新的干擾，從而導致小區接入困難、服務質量下降等情況。

因此，可在重選準則中引入負載和客戶感知的指標，綜合考慮重選的門限值。對于小區負載，采用利用率來量化表示。

參照中國移動提出的TD-SCDMA碼資源利用率：

（1）

（1）語音業務需要的BRU數=語音忙時話務量×4+可視電話忙時話務量×16；

（2）數據業務需要的BRU數=R4 PS忙時數據量×（1+BLER）/（8×3600）+HSDPA忙時數據量×（1+BLER）/（HSDPA碼道承載能力×3600）；

（3）k=0.75。

給出最佳無線利用率的概念。即通過分析該小區的話務量以及配置信道來得出該小區的無線利用率，這樣更能體現當前網絡的真實負荷情況。

（2）

為方便闡述，假設重選源小區為A，且存在N個鄰區，重選過程發生在這N個鄰區中，則該N個小區的負荷可以分別表示為Qcelloads，i（i=1，2，…N），典型客戶感知指標分別表示接入成功率Acess，i（i=1，2，…N）、掉話率Drop，i（i=1，2，…N）、呼叫建立成功率Callsetup，i（i=1，2，…N）。

對指標的處理及歸類可參考筆者之前的研究[8]，小區負荷和掉話率屬于逆勢指標，而接入成功率與呼叫建立成功率則屬于順勢指標，兩者表征意義相反。混合綜合指標可以處理為：

（3）

其中，，。

4 重選機制

將源小區A的N個鄰區綜合指標進行排列，得出不同的優先等級。綜合指標值Icell，i越大，則該小區成為目標重選小區的概率也越低。按綜合指標值由小到大的順序排列成L1，L2，…，LN，并分別賦予相應的重選門檻值Tcell，i=i（i=1，2，…N）。如表3所示：

表3 重選門檻參數

等級 L1 L2 L3 …… LN

Tcell，i（dB） 1 2 3 …… N

根據重選的方向，可以分為TD-SCDMA向GSM重選、GSM向TD-SCDMA重選兩種情況。

4.1 TD-SCDMA向GSM重選

（1）由表1的重選參數可知，當TD-SCDMA服務小區的電平值Srx≤Ssearch，rat時，終端啟動對GSM鄰區的測量。

（2）按上所述，將這些鄰區按Icell，i由小到大的順序排列成L1，L2，…，LN。

（3）根據S準則的情況，TD-SCDMA和GSM所有鄰區均需要滿足：

Srx=Qrxlevmeas-Qrxlevmin-Pcom>0 （4）

其中，Pcom=max（P-P_MAX，0），P為終端實際最大發射功率，P_MAX為終端允許的最大發射功率。endprint

（4）計算新的R準則：

Rs（TDS）=Qmeas，s+Qhyst，s （5）

Rn（GSM）=Qmeas，n-Qoffsets，n-Tcell，i，i=1，2，…N

（6）

（5）其服務小區在Treselection時間內如果滿足：

Rn（GSM）>Rs（TDS） （7）

則重選至GSM鄰區。

（6）如果以上小區不止一個，則可以將TD-SCDMA重選至其中的任何一個。優先地，可以重選至Tcell，i最小的那個小區。

4.2 GSM向TD-SCDMA重選

GSM向TD-SCDMA重選的過程相對更簡單。

（1）按照減輕GSM網絡負荷、優先駐留TD-SCDMA小區的原則，在典型場景下，設定Qsearch_I=7、TDD_Offset=1～3，即長期啟動對TD-SCDMA小區的測量。

（2）計算在Treselection持續時間內，滿足以下要求的TD-SCDMA鄰區：

ΔSr=Srx_TDS-Srx_GSM-Tcell，i>TDD_Offset，i=1，2，…N （8）

（3）如果以上小區不止一個，則可以將GSM重選至其中的任何一個。優先地，可以重選至Tcell，i最小的那個小區。

5 結束語

TD-SCDMA與GSM的混合組網及互操作是網絡運營過程中長期面臨的一個重要問題，尤其面對TD-SCDMA覆蓋不足，如何更好地遷移至GSM網絡且考慮網絡的負載均衡是比較棘手的問題。本文從小區最佳無線利用率、客戶感知的目標角度出發，通過線性處理方式，提出一種新的重選方式，能夠更好地兼顧重選過程中的網絡負載均衡問題。

參考文獻：

[1] 羅建迪，汪丁鼎，肖清華，等. TD-SCDMA無線網絡規劃設計與優化（第3版）[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2010.

[2] 中國移動通信集團公司. 中國移動技術發展路標[Z]. 2011.

[3] 帥農村，黃繼寧，王立軍. TD-SCDMA位置區劃分方法分析[J]. 移動通信， 2009（10）： 75-77.

[4] 李軍. TD-SCDMA系統中HSDPA、R4和GSM動態承載控制策略的研究和測試[J]. 移動通信， 2010（20）： 71-74.

[5] 肖清華，吳林海. 3G與2G系統間的干擾協調研究[J]. 移動通信， 2010（16）： 21-24.

[6] 肖清華，周玉波，朱東照，等. TD-SCDMA小區接入異常綜合分析[J]. 郵電設計技術， 2011（11）： 50-53.

[7] 肖清華，朱東照，樓隼，等. TD-HSDPA的數據業務優化分析[J]. 郵電設計技術， 2012（5）： 50-55.

[8] 陳建剛，肖清華，汪偉. 基于客戶感知的無線網絡選址評估方法[J]. 移動通信， 2012（13）： 36-39.★endprint

（4）計算新的R準則：

Rs（TDS）=Qmeas，s+Qhyst，s （5）

Rn（GSM）=Qmeas，n-Qoffsets，n-Tcell，i，i=1，2，…N

（6）

（5）其服務小區在Treselection時間內如果滿足：

Rn（GSM）>Rs（TDS） （7）

則重選至GSM鄰區。

（6）如果以上小區不止一個，則可以將TD-SCDMA重選至其中的任何一個。優先地，可以重選至Tcell，i最小的那個小區。

4.2 GSM向TD-SCDMA重選

GSM向TD-SCDMA重選的過程相對更簡單。

（1）按照減輕GSM網絡負荷、優先駐留TD-SCDMA小區的原則，在典型場景下，設定Qsearch_I=7、TDD_Offset=1～3，即長期啟動對TD-SCDMA小區的測量。

（2）計算在Treselection持續時間內，滿足以下要求的TD-SCDMA鄰區：

ΔSr=Srx_TDS-Srx_GSM-Tcell，i>TDD_Offset，i=1，2，…N （8）

（3）如果以上小區不止一個，則可以將GSM重選至其中的任何一個。優先地，可以重選至Tcell，i最小的那個小區。

5 結束語

TD-SCDMA與GSM的混合組網及互操作是網絡運營過程中長期面臨的一個重要問題，尤其面對TD-SCDMA覆蓋不足，如何更好地遷移至GSM網絡且考慮網絡的負載均衡是比較棘手的問題。本文從小區最佳無線利用率、客戶感知的目標角度出發，通過線性處理方式，提出一種新的重選方式，能夠更好地兼顧重選過程中的網絡負載均衡問題。

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[5] 肖清華，吳林海. 3G與2G系統間的干擾協調研究[J]. 移動通信， 2010（16）： 21-24.

[6] 肖清華，周玉波，朱東照，等. TD-SCDMA小區接入異常綜合分析[J]. 郵電設計技術， 2011（11）： 50-53.

[7] 肖清華，朱東照，樓隼，等. TD-HSDPA的數據業務優化分析[J]. 郵電設計技術， 2012（5）： 50-55.

[8] 陳建剛，肖清華，汪偉. 基于客戶感知的無線網絡選址評估方法[J]. 移動通信， 2012（13）： 36-39.★endprint

（4）計算新的R準則：

Rs（TDS）=Qmeas，s+Qhyst，s （5）

Rn（GSM）=Qmeas，n-Qoffsets，n-Tcell，i，i=1，2，…N

（6）

（5）其服務小區在Treselection時間內如果滿足：

Rn（GSM）>Rs（TDS） （7）

則重選至GSM鄰區。

（6）如果以上小區不止一個，則可以將TD-SCDMA重選至其中的任何一個。優先地，可以重選至Tcell，i最小的那個小區。

4.2 GSM向TD-SCDMA重選

GSM向TD-SCDMA重選的過程相對更簡單。

（1）按照減輕GSM網絡負荷、優先駐留TD-SCDMA小區的原則，在典型場景下，設定Qsearch_I=7、TDD_Offset=1～3，即長期啟動對TD-SCDMA小區的測量。

（2）計算在Treselection持續時間內，滿足以下要求的TD-SCDMA鄰區：

ΔSr=Srx_TDS-Srx_GSM-Tcell，i>TDD_Offset，i=1，2，…N （8）

（3）如果以上小區不止一個，則可以將GSM重選至其中的任何一個。優先地，可以重選至Tcell，i最小的那個小區。

5 結束語

TD-SCDMA與GSM的混合組網及互操作是網絡運營過程中長期面臨的一個重要問題，尤其面對TD-SCDMA覆蓋不足，如何更好地遷移至GSM網絡且考慮網絡的負載均衡是比較棘手的問題。本文從小區最佳無線利用率、客戶感知的目標角度出發，通過線性處理方式，提出一種新的重選方式，能夠更好地兼顧重選過程中的網絡負載均衡問題。

參考文獻：

[1] 羅建迪，汪丁鼎，肖清華，等. TD-SCDMA無線網絡規劃設計與優化（第3版）[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2010.

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[7] 肖清華，朱東照，樓隼，等. TD-HSDPA的數據業務優化分析[J]. 郵電設計技術， 2012（5）： 50-55.

[8] 陳建剛，肖清華，汪偉. 基于客戶感知的無線網絡選址評估方法[J]. 移動通信， 2012（13）： 36-39.★endprint